NO ISÓTOPOS

Dr. Hugo Cerecetto
Prof. Titular de Química
Temario
1) Conceptos fundamentales en Química General:
- Generalidades de la tabla periódica
- Número atómico
- Grupos o familias
- Estado físico de los elementos
- Metales, no metales y semimetales
- Átomos y moléculas
- Nomenclatura de compuestos inorgánicos
- Formulación: moléculas discretas
- Nomenclatura sistemática y sistema Stock
- Aniones y cationes más comunes
- Masas atómicas, moleculares y fórmulas
- Concepto de mol
- Número de Avogadro
- Fórmulas químicas
- Tipos de fórmulas
- Composición porcentual a partir de la fórmula
- Fórmula empírica a partir de datos experimentales
- Fórmula molecular a partir de la formula empírica
Temario
1) Conceptos fundamentales en Química General:
- Generalidades de la tabla periódica
- Número atómico
- Grupos o familias
- Estado físico de los elementos
- Metales, no metales y semimetales
- Átomos y moléculas
- Nomenclatura de compuestos inorgánicos
- Formulación: moléculas discretas
- Nomenclatura sistemática y sistema Stock
- Aniones y cationes más comunes
- Masas atómicas, moleculares y fórmulas
- Concepto de mol
- Número de Avogadro
- Fórmulas químicas
- Tipos de fórmulas
- Composición porcentual a partir de la fórmula
- Fórmula empírica a partir de datos experimentales
- Fórmula molecular a partir de la formula empírica
Bibliografía
La materia está compuesta por ÁTOMOS
La identidad química de un ÁTOMO, ELEMENTO, está
determinada por
Z
NÚMERO ATÓMICO
el número atómico es el número de
protones en el núcleo del átomo de un
elemento
Otro número que caracteriza a un átomo
de un elemento
La materia está compuesta por ÁTOMOS
La identidad química de un ÁTOMO, ELEMENTO, está
determinada por
A
NÚMERO MÁSICO
la suma de las partículas nucleares
(nucleones)
protones + neutrones
elemento
Otro número que caracteriza a un átomo
de un elemento
¿Existe un número definido de protones y neutrones para un
elemento dado?
NO
ISÓTOPOS: Son átomos del mismo elemento químico que, por lo
tanto, tienen el MISMO Z y DIFERENTE A, por ende
DIFERENTE número de neutrones. Prop. químicas similares.
Ej.: 1H, 2H (D), 3H (T); 11C, 12C, 13C
Pero además se pueden encontrar situaciones tales como:
ISÓBAROS: Son átomos de diferentes elementos químicos, por
lo tanto, tienen DIFERENTE Z, pero cuentan con el MISMO A.
Prop. químicas diferentes.
Ej.: 40Ca, 40Ar
ISÓTONOS: Son átomos diferentes, por lo tanto, tienen
DIFERENTE Z, también tienen DIFERENTE A, pero, tienen el
MISMO número de neutrones. Prop. químicas diferentes.
Ej.: 23Na, 24Mg
Dada esta situación, donde un elemento queda definido por
sus nucleones, actualmente se habla más que de elementos
de
NUCLEIDOS
Se designa con este nombre a cada configuración nuclear
caracterizada por un A y un Z o ambos
Los nucleidos de IGUAL Z son ISÓTOPOS
Los nucleidos de IGUAL A son ISÓBAROS
Los elementos químicos, para su mejor entendimiento y
análisis, pueden ser organizados/clasificados de acuerdo a
ciertas propiedades y características
Como se ha mencionado, una característica podría ser el
número de nucleones (A
A), o simplemente el número de
neutrones, o el número de protones (Z
Z)
El sistema de clasificación que se utiliza actualmente,
diseñado por A. Werner a partir de la versión de D.
Mendeléyev, se basa en el ordenamiento de los elementos
según:
Propiedades y características
Número de protones
(cuando se lee de izquierda a derecha, de arriba hacia abajo)
Se conoce como:
http://www.ptable.com/?lang=es
https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html
Extraído de: http://www.acienciasgalilei.com/qui/tablaperiodica0.htm
Características
Grupo o familia
Período
Características
METALOIDES
METALES
NONOMETALES
Características
Cd
Cu
Cr
Pb
Bi
As
Si
B
Sb
Te
S
C
Cl
Br
I
Extraído y modificado de:
Silberberg, M.S., Química: La naturaleza molecular del cambio y la materia, 2a Ed, McGraw-Hill, 2002
Volviendo a la notación anterior
Cuando el átomo posee igual número de protones
(partículas positivas localizadas en el núcleo) que de
electrones (partículas negativas localizadas en la periferia)
el átomo es NEUTRO
En caso contrario, aparece una carga
C
Se debe anotar el número de la carga,
positiva o negativa, y luego el signo
Aparecen iones (cationes y aniones)
Ej
Ej.:
.: Br-; Br+; S2- (S=); Al3+
Tendencia en la Tabla Periódica de los elementosior
Cuando el átomo posee igual número de protones
(partículas positivas localizadas en el núcleo) que de
electrones (partículas negativas localizadas en la periferia)
el átomo es NEUTRO
En caso contrario, aparece una carga
C
Se debe anotar el número de la carga,
positiva o negativa, y luego el signo
Aparecen iones (cationes y aniones)
Ej
Ej.:
.: Br-; Br+; S2- (S=); Al3+
MASA DE UN ÁTOMO
Se mide respecto a la masa de un átomo estándar, se elige
la del átomo de 12C y esta masa se llama
Unidad de masa atómica (u, anteriormente u.m.a.)
y se define como
un dodécimo (1/12) de la masa de un átomo de 12C (isótopo
más abundante del carbono)
Masa atómica (PA, MA): es la masa de un átomo expresado
en u
1H = 1.008 u (12 veces menos que 12C)
16O = 16 u
Tiene la siguiente equivalencia con la unidad de masa del
S.I.M. (g):
1 u = 1.66054 × 10-24 g
Actualmente también se utiliza para la u el dalton (D), es
más común en biociencias
MASA DE UN ÁTOMO
La masa atómica indicada en las Tablas Periódicas para
cada elemento es
la MEDIA PONDERADA de la masa de los isótopos
naturales
PA = ∑ Mi AIi
se calcula con las masas de los distintos isótopos naturales
de cada elemento (Mi) y considerando la abundancia de
cada uno (AIi)
Dicho de otra forma,
es la sumatoria de las masas atómicas de todos los
isotopos naturales de un elemento afectadas (multiplicadas)
por su correspondiente abundancia isotópica
MASA DE UN ÁTOMO
Abundancia isotópica (AI): es el número de átomos relativo,
de un isótopo particular, en una mezcla de isótopos de un
mismo elemento, expresada como la fracción de todos los
átomos del elemento presentes naturalmente
La AIi se suele expresar como porcentaje,
pero en la fórmula de PA se debe expresar
como fracción (porcentaje/100)
Dicho de otra forma,
es la sumatoria de las masas atómicas
de todos los isótopos naturales, de un
elemento, afectadas (multiplicadas) por
su correspondiente abundancia isotópica
Ej
Ej.:
.: 28Si (27
27..97693u,
97693u, 92
92..23
23%
%), 29Si (28
28..976495u,
976495u, 4.68
68%
%),
30Si (29
29..973770u,
973770u, 3.09
09%
%). ¿PASi en la Tabla Periódica?
MASA DE UN ÁTOMO
Abundancia isotópica (AI): es el número de átomos relativo,
de un isótopo particular, en una mezcla de isótopos de un
mismo elemento, expresada como la fracción de todos los
átomos del elemento presentes naturalmente
La AIi se suele expresar como porcentaje,
pero en la fórmula de PA se debe expresar
como fracción (porcentaje/100)
Dicho de otra forma,
es la sumatoria de las masas atómicas
de todos los isótopos naturales, de un
elemento, afectadas (multiplicadas) por
su correspondiente abundancia isotópica
Ej
Ej.:
.: 28Si (27
27..97693u,
97693u, 92
92..23
23%
%), 29Si (28
28..976495u,
976495u, 4.67
67%
%),
30Si (29
29..973770u,
973770u, 3.09
09%
%). ¿PASi en la Tabla Periódica?
La masa isotópica de un elemento se determina utilizando
un equipo conocido como espectrómetro de masas
El espectrómetro de masas proporciona
la abundancia relativa de cada isótopo
en una determina muestra del elemento
Silberberg, M.S., Química: La naturaleza molecular del cambio y la materia,
2a
Extraído de:
Ed, McGraw-Hill, 2002
También es utilizado para medir masas de moléculas, una de
sus principales aplicaciones actuales, por ej. en estudios
conocidos como fraccionamiento isotópico
El fraccionamiento isotópico, que
sucede naturalmente, es utilizado en
estudios de varias disciplinas en
procesos:
- Fotosíntesis
- Erosión y sedimentación
- Ciclo hidrológico
- Análisis de meteoritos
- Análisis microbiológico
CO2 PROCEDENTE DE LA VEGETACIÓN Y DEL SUELO
El carbono de las plantas tiene un contenido de 13C inferior que el CO2 atmosférico del cual se formó. El
fraccionamiento que ocurre durante la captura del CO2 y la fotosíntesis dependen del tipo de planta y de las
condiciones climáticas y ecológicas. Los tipos dominantes de fotosíntesis dan lugar a grados de fraccionamiento muy
diferentes (Lerman, 1972; Throughton, 1972).
Esos átomos, ¿cómo se encuentran en la materia?
Se encuentran formando,
Sustancias simples:
simples
Son aquellas que están constituidas por átomos de un solo
elemento. En general, muchas sustancias gaseosas suelen
encontrarse en forma diatómica (H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2).
Ciertos elementos se presentan, a veces, en agrupaciones de
distinto número de átomos, denominadas Formas
Alotrópicas (O3).
Iones
Iones:
Átomo o grupo de átomos que poseen carga neta positiva o
negativa (cationes y aniones respectivamente).
Moléculas
Moléculas:
Son agregados de, por lo menos, dos átomos en una
estructura definida que se mantienen unidos químicamente y
se comporta como unidad independiente.
Cuando se forman estas moléculas o iones, es útil un
cuarto número que caracteriza al elemento
Ese es E, el número de oxidación
Es un número FICTICIO que representa la tendencia de un
elemento a ganar o perder electrones, según con qué átomo
esté combinado, o sea permite saber el tipo de asociación
que un elemento establecerá
Se escribe arriba del símbolo y lleva el
signo adelante del número
Existen grupos de elementos con
números oxidación usualmente
definidos y en otros depende de varias
condiciones
http://ejercicios-fyq.com/Formulacion_Inorganica/14_nmeros_de_oxidacin.html
Nomenclatura y Formulación
La fórmula química es la representación de los elementos
que forman un compuesto y la proporción en que se
encuentran, o del número de átomos que forman una
molécula
La Nomenclatura es la asignación de nombres a las
sustancias, según un conjunto sistemático de reglas
(IUPAC*) que nos llevan a un nombre único e informativo
para cada sustancia, con base en su composición
Para iniciar el estudio de la nomenclatura química es
necesario distinguir entre compuestos Orgánicos e
Inorgánicos. En este curso nos centraremos en trabajar con
estos últimos.
Existen tres tipos de nomenclatura para los compuestos
inorgánicos:
• Nomenclatura Tradicional
* IUPAC: International Union of
• Nomenclatura de Stock
Pure and Applied Chemistry
http://www.iupac.org/
• Nomenclatura Sistemática
Cationes
Cuando un átomo pierde electrones adquiere una carga neta
positiva
Para nombrarlos se antepone la palabra catión o ión al
nombre del elemento
En los casos en que el átomo puede adoptar distintos
estados de oxidación, se indica dicho número entre
paréntesis (Nomenclatura Stock)
Algunos ejemplos:
STOCK
TRADICIONAL
cuproso
cúprico
ferroso
férrico
estannoso
estánnico
Cationes poliatómicos
Hay algunos compuestos que disponen de electrones
libres, no compartidos, como por ejemplo el amoníaco,
NH3. Estos compuestos se unen al catión hidrógeno para
dar una especie cargada positivamente
Para nombrar estas especies cargadas, debe añadirse la
terminación (sufijo) -onio
Ejemplos:
Ión amonio: NH4+
Ión fosfonio: PH4+
Aniones
Se llaman aniones a las especies químicas cargadas
negativamente
Los más simples son los aniones monoatómicos, que
proceden de la ganancia de uno o más electrones
Para nombrar estos aniones monoatómicos debe añadirse
la terminación -uro
Algunos ejemplos:
Aniones poliatómicos
Salvo el anión hidróxido (OH-) y el anión cianuro (CN-), la
mayoría de los aniones poliatómicos se nombran con los
sufijos –ato e –ito, según sea el número de oxidación del no
metal presente
Algunos ejemplos:
En el caso de más números de oxidación se utilizan los
prefijos hipo y per
Ejemplos
Guía de Clasificación de compuestos inorgánicos
Normas generales de nomenclatura
inorgánica
La porción más positiva se escribe primero y se
nombra al final
La porción más negativa se escribe último y se
nombra al inicio
Compuestos binarios
Óxidos
Óxidos Metálicos:
- Están formados por metal-oxígeno
- Se nombran como óxido y luego el nombre del metal. Si el
metal tiene dos números de oxidación, se diferencian con
los sufijos: oso/ico (nomenclatura tradicional) o con el
número de oxidación entre paréntesis, en números romanos
(nomenclatura stock)
Ejemplos :
MgO
FeO
Fe2O3
Óxido de magnesio
Óxido de hierro(II) u óxido ferroso
Óxido de hierro(III) u óxido férrico
Óxidos
Óxidos No-metálicos:
- Son combinaciones de un no-metal y oxígeno
- Se nombran anteponiendo un prefijo que indica el número
de átomos (nomenclatura sistemática)
Ejemplos :
SO2
N2O
N2O5
Cl2O7
Dióxido de azufre
Óxido de dinitrógeno
Pentóxido de dinitrógeno
Heptóxido de dicloro
Peróxidos
- Son combinaciones de un metal (o del hidrógeno) con
oxígeno en las cuales el oxígeno tiene número de
oxidación excepcional -1
CASO PARTICULAR DEL OXÍGENO!!!!
- El subíndice del oxígeno debe ser siempre par.
Ejemplo:
MgO2 Peróxido de magnesio
H2O2 Peróxido de hidrógeno
Na2O2 Peróxido de magnesio
Al2O6 Peróxido de aluminio
Hidruros
Hidruros Metálicos:
- Son combinaciones de metal con hidrógeno.
- El hidrógeno utiliza el número de oxidación excepcional
-1, terminación -uro
CASO PARTICULAR DEL HIDRÓGENO!!!!
Ejemplo:
AlH3 Hidruro de aluminio
Hidruros
Hidruros No-metálicos:
- Son combinaciones de no-metal con hidrógeno.
- Se nombra primero el no-metal con sufijo -uro
Ejemplo:
HCl Cloruro de hidrógeno
Disueltos en agua dan HIDRÁCIDOS
Un ácido, según la teoría de Arrhenius, es una sustancia
que en disolución acuosa cede iones hidrógeno
Ejemplo:
HCl(ac) → H+(ac) + Cl-(ac) Ácido clorhídrico
Sales Binarias
- Son compuestos iónicos formados entre un metal y un nometal
-Terminación -uro
Ejemplos:
NaCl Cloruro de sodio
Mg3N2 Nitruro de magnesio
CuCl Cloruro de cobre(I) o cloruro cuproso
PbS2 Sulfuro de plomo(IV) o sulfuro plúmbico
Compuestos moleculares
- Son combinaciones entre dos no-metales
- Terminación –uro
Ejemplo:
PCl3 Tricloruro de fósforo
Compuestos ternarios
Hidróxidos
- Se pueden definir como los compuestos formados por un
ión hidróxido (OH-) y un ión metálico (Ms(OH)z)
- Se nombran comenzando con Hidróxido (porción más
negativa) y luego se nombra el metal
- Actúan como base, según la teoría de Arrhenius, sustancia
que en disolución acuosa liberan iones hidróxido
Ejemplos:
NaOH Hidróxido de sodio
Mg(OH)2 Hidróxido de magnesio
Fe(OH)2 Hidróxido de hierro(II) o hidróxido ferroso
Fe(OH)3 Hidróxido de hierro(III) o hidróxido férrico
Oxácidos (Ácidos oxigenados)
- Son compuestos ternarios de fórmula general HsXyOz,
donde X es un no metal con su número de oxidación
positivo, o bien, los metales Cr y Mn con sus estados de
oxidación excepcionales
- La nomenclatura más utilizada es la tradicional, en la cual
inicialmente se agrega la palabra ácido y los sufijos -ico u oso del no-metal y si corresponde los prefijo hipo y per
Ejemplos:
H2SO4 Ácido sulfúrico
HNO3 Ácido nítrico
H2SO3 Ácido sulfuroso
HClO Ácido hipocloroso
HClO4 Ácido perclórico
En algunos casos el número de oxidación para un mismo
elemento puede ser: +1, +3, +5 y +7.
Oxácidos (Ácidos oxigenados)
La disociación en medio acuoso da como resultado catión
hidrógeno y el oxianión
HClO4(ac)
→
H+(ac) + ClO4- (ac)
OXÁCIDO
ANIÓN
oso
ito
ico
ato
El oso bon
bonito
ito
El pico
pico del pato
pato
Sales ternarias
- Son compuestos que se forman cuando:
Un catión (un ión metálico o un ión poliatómico positivo)
reemplaza uno o más de los iones hidrógeno de un ácido, o
un anión (un ión no metálico o un ión poliatómico negativo)
reemplaza a uno o más de los iones hidróxido de una base
- Para nombrarlos el procedimiento es igual que para los
compuestos binarios, excepto que en este caso usamos el
nombre del ión poliatómico
Ejemplos:
(NH4)2SO4
Mg(ClO2)2
KMnO4
Fe2(SO4)3
Sulfato de amonio
Clorito de magnesio
Permanganato de potasio
Sulfato de hierro(III) o sulfato férrico
Estas sales se llaman sales neutras, que se diferencian de
las sales ácidas y las sales básicas
Sales básicas
- Son las sales que contienen uno o más iones hidróxido en
su estructura
- El ión hidróxido es parte de la sal y se le llama grupo
hidroxi
Ejemplos:
Ca(OH)Cl
Hidroxicloruro de calcio
Bi(OH)(SO4) Hidroxisulfato de bismuto(III)
Al(OH)2Cl
Dihidroxicloruro de aluminio
Sales ácidas
- Son las sales que contienen uno o más átomos de
hidrógeno formando parte del anión
Ejemplos:
NaHCO3
NaH2PO4
Na2HPO4
Hidrógeno carbonato de sodio
(bicarbonato de sodio)
Dihidrógeno fosfato de sodio
Hidrógeno fosfato disódico
Tarea 1
Comienzo Viernes 21/3 20:00 hs